natureПриродопользованиеNature Management2079-3928Институт природопользования НАН Беларусиnature-107Research ArticleГЕОГРАФИЯ. ГЕОЭКОЛОГИЯGEOGRAPHY. GEOECOLOGYЭмиссия парниковых газов с торфяного месторождения Выгонощанское на участке с преобладанием крапивы двудомнойGreenhouse gas emission from the Vygonoshchanskoe peat deposit at the site with a predominance of dioecious nettleЯрмошукТ. Д.YarmoshukT. D.

Ярмошук Татьяна Донатовна – научный сотрудник

ул. Ф. Скорины, 10, 220076, г. Минск

Tatsiana D. Yarmoshuk – Researcher

10, F. Skoriny Str., 220076 Minsk

t.yarmoshuk@rambler.ruИнститут природопользования НАН БеларусиInstitute of Nature Management National Academy of Sciences of Belarus202303112025023954Copyright © Ярмошук Т.Д., 20252025Ярмошук Т.Д.Yarmoshuk T.D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.nature-journal.by/jour/article/view/107

Изучены годовые балансы диоксида углерода, метана, закиси азота на торфяном месторождении Выгонощанское камерно-статическим и камерно-динамическим методами в условиях преобладания рудеральных синантропных растительных ассоциаций, преимущественно крапивы двудомной (Urtica dioica).  Суммарный нетто-экосистемный обмен на изучаемой мониторинговой площадке составил 951,89 г С  м-2ꞏгод–1, абсорбция метана составила –0,16 г С м-2ꞏгод–1, а эмиссии закиси азота равнялись 0,55 г N м-2ꞏгод–1. Таким образом, в пересчете на СО2-эквивалент и с учетом молярной массы, суммарный годовой баланс парниковых газов составил 40,17 т СО2-экв. га–1ꞏгод–1. Сравнительная характеристика полученных результатов с аналогичными измерениями на мониторинговых площадках с преобладанием лугового разнотравья, канареечника (Phalaris arudinacea) и ситника (Juncus effuses) показала существенную зависимость потоков парниковых газов от уровня залегания грунтовых вод, мощности и состава торфяной залежи, сезонности и температурных факторов, а также от видового состава произрастающей растительности. 

The annual balances of carbon dioxide, methane, and nitrous oxide at the Vygonoshchanskoye peat deposit were studied using chamber-static and chamber-dynamic methods under the predominance of ruderal synanthropic plant associations, mainly dioecious nettle (Urtica dioica). The total net ecosystem exchange at the studied monitoring site amounted to 951.89 g C m–2 yr–1, methane absorption amounted to –0.16 g C m–2 yr–1, and nitrous oxide emissions were 0.55 g N m–2 yr–1. Thus, in terms of CO2-equivalent and taking into account the molar mass, the total annual greenhouse gas balance was 40.17 tons of CO2-eq. ha–1 yr–1. A comparative characterization of the results obtained with similar measurements at monitoring sites with a predominance of meadow grasses, canary (Phalaris arudinacea) and sitnik (Juncus effuses) showed a significant dependence of greenhouse gas fluxes on the groundwater level, the thickness and composition of peat deposits, seasonality and temperature factors, as well as on the species composition of the growing vegetation.

парниковые газыдиоксид углеродаметанзакись азотаторфяное месторождениекрапивакамерные методыgreenhouse gasescarbon dioxidemethanenitrous oxidepeat depositnettlechamber methodsReferencesЭмиссии диоксида углерода с нарушенных и восстанавливаемых болотных экосистем / Т. Д. Ярмошук [и др.] // Природопользование. – 2014. – №. 25. – С. 70–81.Yarmoshuk T. D., Rakovich V. A., Minke M., Tile A., Hofman M. Emissii dioksida ugleroda s narushennih i vosstanavlivaemih bolotnih ekosistem [Carbon dioxide emissions from disturbed and regenerated swamp ecosystems]. Prirodopolzovanie = Nature Management, 2014, no. 25, pp. 70–81. (in Russian)Drösler, M. Trace gas exchange and climatic relevance of bog ecosystems, southern Germany. PhD thesis / M. Drösler. – München : Technischen Universität München, 2005. – 182 p.Drösler M. Trace gas exchange and climatic relevance of bog ecosystems, southern Germany. PhD thesis. München, Technischen Universität München Publ., 2005, 182 p.Определение эмиссий метана на торфяном месторождении низинного типа «Выгонощанское» с различным уровнем залегания грунтовых вод / Т. Д. Ярмошук [и др.] // Природопользование. – 2013. – № 24. – С. 43–50.Yarmoshuk T. D., Rakovich V. A., Minke M., Tile A. Opredelenie emissii metana na torfyanom mestorojdenii nizinnogo tipa «Vigonoschanskoe» s razlichnim urovnem zaleganiya gruntovih vod [Determination of methane emissions at the fen peat deposit "Vygonoshchanskoe" with different levels of groundwater occurrence]. Prirodopolzovanie = Nature Management, 2013, no. 24, pp. 43–50. (in Russian)Эмиссии закиси азота на нарушенных торфяных месторождениях низинного типа / Т. Д. Ярмошук [и др.] // Мелиорация. – 2014. – № 2 (72). – С. 122–137.Yarmoshuk T. D., Rakovich V. A., Minke M., Tile A. Emissii zakisi azota na narushennih torfyanih mestorojdeniyah nizinnogo tipa [Nitrous oxide emissions from disturbed fen peat deposits]. Melioraciya = Land Reclamation, 2014, no. 2 (72), pp. 122–137. (in Russian)A flexible, multipurpose method for recording vegetation composition and structure / R. K. Peet, T. R. Went-worth, P. S. White // Castanea. – 1998. – № 63. – Р. 262–274.Peet R. K., Wentworth T. R., White P. S. A flexible, multipurpose method for recording vegetation composition and structure. Castanea, 1998, no. 63, рp. 262–274.Towards a field guide for the assessment of greenhouse gas emissions from Central European peatlands / J. Couwenberg [et al.] // Emission reductions from rewetting of peatlands. – Greifswald University, 2008. – 27 p.Couwenberg J., Augustin J., Michaelis D., Joosten H. Towards a field guide for the assessment of greenhouse gas emissions from Central European peatlands. Emission reductions from rewetting of peatlands. Greifswald University, 2008, 27 p.Assessing greenhouse gas emissions from peatlands using vegetation as a proxy / J. Couwenberg [et al.] // Hydrobiologia. – 2011. – № 674. – P. 67–89. doi:10.1007/s10750-011-0729-xCouwenberg J., Thiele A., Tanneberger F., e. a. Assessing greenhouse gas emissions from peatlands using vegetation as a proxy. Hydrobiologia, 2011, no. 674, рp. 67–89. doi:10.1007/s10750-011-0729-xJurasinski, G. Flux 0.3-0. Flux rate calculation from dynamic closed chamber measurements. R package version 0.3-0 / G. Jurasinski [et al.] // Package ‘flux’. – 25 April 2014. – 60 p.Jurasinski G., Koebsch F., Guenther A., Beetz S. Flux 0.3-0. Flux rate calculation from dynamic closed chamber measurements. R package version 0.3-0. Package ‘flux’, 25 April 2014, 60 p. Available at https://www.researchgate.net/publication/262248077_flux_03-0_Flux_rate_calculation_from_dynamic_closed_chamber_measurements (accessed 20 June 2023)Lloyd, J. On the temperature dependence of soil respiration / J. Lloyd, J. A. Taylor // Funct. Ecol. – 1994. – Vol. 8. – Р. 315–323.Lloyd J., Taylor J. A. On the temperature dependence of soil respiration. Funct. Ecol., 1994, vol. 8, рp. 315–323.Michaelis, L Die Kinetik der Invertinwirkung / L. Michaelis, M. L. Menten // Biochemische Zeitschrift. – 1913. – № 49. – P. 333–369.Michaelis L., Menten M. L. Die Kinetik der Invertinwirkung. Biochemische Zeitschrift, 1913, no. 49, рр. 315–323.Tanneberger, F. Carbon credits from peatland rewetting / F. Tanneberger, W. Wichtman // Schweizerbart Science Publishers. – Stuttgart, 2011. – 224 p.Tanneberger F., Wichtman W. Carbon credits from peatland rewetting. Schweizerbart Science Publishers, Stuttgart, 2011, 224 p.Hendriks, D. M. D. Integrated observations of greenhouse gas budgets at the ecosystem level / D. M. D. Hendriks. – Amsterdam : Vrije Universiteit, 2009. – 203 p.Hendriks D. M. D. Integrated observations of greenhouse gas budgets at the ecosystem level. Amsterdam, Vrije Universitet Publ., 2009, 203 p.Орлов, Д. С. Химия почв : учебник / Д. С. Орлов, Л. К. Садовникова, Н. И. Суханова. – М. : Высшая школа, 2005. – 558 с.Orlov D. S., Sadovnikova L. K., Suhanova N. I. Himiya pochv [Soil Chemistry]. Moscow, 2005, 558 p. (in Russian)Степанов, А. Л. Микробная трансформация парниковых газов в почвах / А. Л. Степанов. – М. : ГЕОС, 2011. – 192с.Stepanov A. L. Mikrobnaya transformaciya parnikovih gazov v pochvah [Microbial transformation of greenhouse gases in soils]. Moscow, GEOS Publ., 2011, 192 p. (in Russian)Гидрофизические свойства высокозольных низинных торфяных почв / Е. В. Шеин [и др.] // Почвоведение. – 2018. – № 10. – С. 1259–1264.Shein E. V., Pozdnyakova A. D., Shvarov A. P., Ilin L. I., Sorokina N. V. Gidrofizicheskie svoistva visokozolnih nizinnih torfyanih pochv [Hydrophysical properties of high-ash fen peat soils]. Pochvovedenie = Soil Science, 2018, no. 10, pp. 1259–1264. (in Russian)IPCC, 2013. Climate change: the Physical science basis. Contribution of working group i to the Fifth assessment report of the intergovernmental panel on climate change / Eds. T. F. Stocker [et al.]. – New York : Cambridge University Press, 2013. – 1535 p.IPCC, 2013. Climate change: The Physical science basis. contribution of working group to the Fifth assessment report of the intergovernmental panel on climate change. Eds. T. F. Stocker et al. New York, Cambridge University Press Publ., 2013, 1535 p.IPCC 2014, 2013 – Supplement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories: Wet-lands / T. Hiraishi [et al.] (eds). – Switzerland, 2014. – 354 р.Hiraishi T., et al. (eds). IPCC 2014, 2013 – Supplement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories: Wetlands. IPCC, Switzerland, 2014, 354 р.Flooding of an abandoned fen by beaver led to highly variable greenhouse gas emissions / M. Minke [et al.] // Mires and Peat. – 2020. – Vol. 26. – Article 23. – P. 1–24.Minke M., Freibauer A., Yarmoshuk T., Burlo A. Flooding of an abandoned fen by beaver led to highly variable greenhouse gas emissions. Mires and Peat, 2020, vol. 26, article 23, рр. 1–24. doi:10.19189/MaP.2019.SNPG.StA.1808Greenhouse gas emission factors associated with rewetting of organic soils / D. Wilson [et al.] // Mires and Peat. – 2016. – Vol. 17. – Article 04. – Р. 1–28.Wilson D., Blain D., Couwenberg J., Evans C. D., Murdiyarso D., Page S. E., Renou-Wilson F., Rieley J. O., Sirin A., Strack M. and Tuittila E.-S. Greenhouse gas emission factors associated with rewetting of organic soils. Mires and Peat, 2016, vol. 17, article 04, рр. 1–28. doi:10.19189/MaP.2016.OMB.222Пулы и потоки углерода в наземных экосистемах России / В. Н. Кудеяров [и др.] ; отв. ред. Г. А. Заварзин // Ин-т физ.-хим. и биол. проблем почвоведения РАН. – М. : Наука, 2007. – 315 с.Kudeyarov V. N., et al. Puli i potoki ugleroda v nazemnih ekosistemah Rossii [Carbon pools and fluxes in terrestrial ecosystems of Russia]. Institut fiz.-him. i biol. problem pochvovedeniya RAN = Institute of Physico-Chemical and Biological Problems of Soil Science RAS. Moscow, Nauka Publ., 2007, 315 p. (in Russian)Макаров, Б. Н. Газовый режим почвы / Б. Н. Макаров. – М. : Агропромиздат, 1988. – 103 с.Makarov B. N. Gazovii rejim pochvi [Gas regime of the soil]. Moscow, Agropromizdat Publ., 1988, 103 p. (in Russian)Углекислый газ в атмосфере / К.-Х. Валлен [и др.] ; под ред. В. Баха [и др.]. – М. : Мир, 1987. – 534 с.Vallen K. H., Bas Ch., Berkstrem A., Kolmaier G. Uglekislii gaz v atmosfere [Carbon dioxide in the atmosphere]. Ed. V. Baha, A. Kreina, A. Berje, A. Longetto. Moscow, Mir Publ.,1987, 534 p. (in Russian)Кудеяров, В. Н. Азотный цикл и продуцирование закиси азота / В. Н. Кудеяров // Почвоведение. – 1999. – № 8. – С. 988–998.Kudeyarov V. N. Azotnii cikl i producirovanie zakisi azota [Nitrogen cycle and production of nitrous oxide]. Pochvovedenie = Soil Science, 1999, no. 8, рp. 988–998. (in Russian)Зименко, Т. Г. Деятельность микроорганизмов и минерализации органического вещества в торфяных почвах с разным уровнем грунтовых вод / Т. Г. Зименко // Изв. АН СССР. Сер. биол. – 1972. – № 6. – С. 846–854.Zimenko T. G. Deyatelnost mikroorganizmov i mineralizacii organicheskogo veschestva v torfyanih pochvah s raznim urovnem gruntovih vod [Activity of microorganisms and mineralization of organic matter in peat soils with different groundwater levels]. Izvestiya AN SSSR, Seriya biol. = Izvestia of the USSR Academy of Sciences, Biological series, 1972, no. 6, рp. 846–854. (in Russian)Микробные ценозы торфяных почв и их функционирование / Т. Г. Зименко [и др.] ; под ред. Е. Н. Мишустина. – Минск : Наука и техника, 1983. – 181 с.Zimenko T. G., Samsonova A. S., Misnik A. G., Gavrilkina N. V., Filipshanova L. I. Mikrobnie cenozi torfyanih pochv i ih funkcionirovanie [Microbial cenoses of peat soils and their functioning]. Minsk, 1983, 181 p. (in Russian)Степанов, А. Л. Продуцирование закиси азота бактериями в почвенных агрегатах / А. Л. Степанов, Н. А. Манучарова, Л. М. Полянская // Почвоведение. – 1997. – № 8. – С. 973–976.Stepanov A. L., Manucharova N. A., Polyanskaya L. M. Producirovanie zakisi azota bakteriyami v pochvennih agregatah [Production of nitrous oxide by bacteria in soil aggregates]. Pochvovedenie = Soil Science, 1997, no. 8, рp. 973–976. (in Russian)Davidson, E. A. Soil responses to climate change / E. A. Davidson // NATO ASI ser. – 1994. – Vol. I, № 23. – P. 155–168.Davidson E. A. Soil responses to climate change. NATO ASI ser., 1994, vol. I, no. 23, pp. 155–168.High soil solution carbon and nitrogen concentrations in a drained Atlantic bog are reduced to natural levels by 10 years of rewetting / S. Frank [et al.] // Biogeochiences. – 2014. – Vol. 11. – P. 2309–2324.Frank S., Tiemeyer B., Gelbreacht J., Freibauer A. High soil solution carbon and nitrogen concentrations in a drained Atlantic bog are reduced to natural levels by 10 years of rewetting. Biogeochiences, 2014, vol. 11, pp. 2309–2324. doi:10.5194/bg-11-2309-2014Reddy, R. Biogeochemistry of wetlands: science and applications / R. Reddy, R. D. DeLaune ; CRC Press, Taylor&Francis Group, 2008. – 805 p.Reddy R., DeLaune R. D. Biogeochemistry of Wetlands: science and applications. CRC Press, Taylor&Francis Group, 2008, 805 p.Soil CN ratio as a scalar parameter to predict nitrous oxide emissions / L. Klemedtsson [et al.] // Global Change Biology. – 2005. – Vol. 11, iss. 7. – P. 1142–1147.Klemedtsson L., Arnold K. V., Weslien P., Gundersen P. Soil CN ratio as a scalar parameter to predict nitrous oxide emissions. Global Change Biology, 2005, vol. 11, iss. 7, pp. 1142–1147.Рябчиков, А. М. Круговорот вещества в природе и его изменение хозяйственной деятельностью человека / А. М. Рябчиков. – М. : Изд-во Моск. ун-та, 1980. – 272 с.Ryabchikov A. M. Krugovorot veschestva v prirode i ego izmenenie hozyaistvennoi deyatelnostyu cheloveka [The circulation of matter in nature and its change by human economic activity]. Moscow, Moscow University Publ.,1980, 272 p. (in Russian)Лебедь-Шарлевич, Я. И. Оценка и прогноз газогеохимического состояния и экологических функций почв на техногенных грунтах (на примере г. Москвы) : дис. … канд. биол. наук : 03.02.08 / Я. И. Лебедь-Шарлевич. – М., 2017. – 208 с.Lebed-Sharlevich Ya. I. Ocenka i prognoz gazogeohimicheskogo sostoyaniya i ekologicheskih funkcii pochv na tehnogennih gruntah (na primere g. Moskvi). Dis. … kand. biol. nauk [Assessment and forecast of the gas-geochemical state and ecological functions of soils on technogenic soils (on the example of Moscow). Dr. biol. sci. diss.]. Moscow, 2017, 208 p. (in Russian)Liao, T. The seasonal cycle of N2O / T. Liao, C. D. Camp, Y. L. Yung // Geophysical Research Letters. – 2004. Vol. 31. – L17108.Liao T., Camp C. D., Yung Y. L. The seasonal cycle of N2O. Geophysical Research Letters, 2004, vol. 31, L17108.Оценка вертикальной адвекции при измерении потоков СО2 над лесом с помощью метода вихревой ковариации / А. В. Ольчев [и др.] // Эмиссия и сток парниковых газов на территории северной Евразии : тез. докл. Третьей Междунар. конф., Пущино, 4–8 июня 2007 г. – Пущино, 2007. – С. 56–57.Olchev A. V., Kurbatova Yu. A., Varlagin A. V., Vigodskaya N. N. Ocenka vertikalnoi advekcii pri izmerenii potokov CO2 nad lesom s pomoschyu metoda vihrevoi kovariacii [Estimation of vertical advection when measuring CO2 fluxes over a forest using the vortex covariance method]. Emissiya i stok parnikovih gazov na territorii severnoi Evrazii. Tez. dokl. Tret’ei Mejdunar. konf. [Proc. of Third Int. Conf. ‘Greenhouse Gas Emissions and Runoff in Northern Eurasia’]. Puschino, 2007, рp. 56–57. (in Russian)A multi-year record of airborne CO2 observations in the US Southern Great Plains / S. C. Biraud [et al.] // Atmospheric Measurement Techniques. – 2013. – № 6. – Р. 751–763.Biraud S. C., Torn M. S., Smith J. R., Sweeney C., Riley W. J., Tans P. P. A multi-year record of airborne CO2 observations in the US Southern Great Plains. Atmospheric Measurement Techniques, 2013, 6, pp. 751–763.Soils, a sink for N2O? A review / L. Chapuis-Lardy [et al.] // Global Change Biology. – 2007. – Vol. 13, № 1. – P. 1–17.Chapuis-Lardy L., Wrage N., Metay A., Chotte J.-L., Bernoux M. Soils, a sink for N2O? A review. Global Change Biology, 2007, vol. 13, no. 1, pp. 1–17.Потоки диоксида углерода, метана и закиси азота в почвах катены правобережья р. Ока (Московская область) / М. В. Семенов [и др.] // Почвоведение. – 2010. – № 5. – C. 582–590.Semenov M. V., Kravchenko I. K., Semenov V. M., Kuznecova T. V., Dulov L. E., Udalcov S. N., Stepanov A. L. Potoki dioksida ugleroda,metana i zakisi azota v pochvah kateni pravoberejya r. Oka (Moskovskaya oblast) [Fluxes of carbon dioxide, methane and nitrous oxide in the soils of the catena of the right bank of the river. Oka (Moscow region)]. Pochvovedenie = Soil Science, 2010, no. 5, рp. 582–590. (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.